《电路基础》实验

实验一 基尔霍夫定律

一、实验目的

1．用实验数据验证基尔霍夫定律的正确性； 2．加深对基尔霍夫定律的理解； 3．熟练掌握仪器仪表的使用方法。 二、实验原理

基尔霍夫定律是电路的基本定律之一，它规定了电路中各支路电流之间和各支路电压之间必须服从的约束关系，即应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律（KCL ）：在集总参数电路中，任何时刻，对任一节点，所有各支路电流的代数和恒等于零。即

∑I=0

通常约定：流出节点的支路电流取正号，流入节点的支路电流取负号。

基尔霍夫电压定律（KVL ）：在集中参数电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即

∑U=0

通常约定：凡支路电压或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号，反之取负号。

三、实验内容

实验线路如图1.1所示。

1． 实验前先任意设定三条支路的电 流参考方向，如图中的I 1、I 2、I 3所示。

2． 分别将两路直流稳压电源接入电 路，令u 1=6V ，u 2 =12V ，实验中调好后保 持不变。

3．用数字万用表测量R 1 ~R 5 电阻元 图 1.1基尔霍夫定律线路图注意图中E 和F 互换一下 件的参数取50~300Ω之间。

4．将直流毫安表分别串入三条支路中，记录电流值填入表中，注意方向。 5．用直流电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录电压值填入表中。

四、实验注意事项

1．防止在实验过程中，电源两端碰线造成短路。

2．用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，

R 4

R 5

u 1

u 2

此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。

五、实验报告内容

1、根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL 的正确性。 选定A 点，列式计算利用三个电流值验证KCL 正确性。实验数据！

2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL 的正确性。

0=+++=+++DA CD BC AB EA EF DE AD U U U U U U U U

注意电路图中的EF 点互换一下，上面的式子是正确的，不用更改。利用实验数据！代入计算

3、实测值与计算结果进行比较，说明产生误差的原因。

先将实际数据计算出来，填到表格中，然后说明产生误差的原因。（原因一般可以写温度对电阻有影响，实际中导线有一定的电阻等等因素。）

七、实验设备

电子电工实验平台，导线若干。

实验二 叠加原理的验证

一、实验目的

1．通过实验来验证线性电路的叠加原理的正确性； 2．加深对电流、电压参考方向的理解； 3．学习使用仪器仪表的测试方法。 二、实验原理

线性电路中有几个独立电源共同作用时，任一支路的电流（或电压）都可以看成是由各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和，这个原理称为叠加原理。图2.1(a)图由E 1、E 2两个电源共同作用在各支路产生的电流和电压等于(b)、(c)两图各对应支路电流和电压的代数和。

D (c)

D (b)

D (a)

图2.1 叠加原理电路图

图2.1中E 1=20V ， E 2=15V ，R 1=220Ω，R 2=200Ω，R 3=240Ω

表2.1

三、 实验内容

1．调整稳压稳流源使左路电压为E 1=20V ，右路为E 2=15V ，调整好后保持不变，按图2.1 (a)接好线路，当E 1和E 2 共同作用时，分别测量各支路电流和电压填入表2.1中。

2．按图2.1 (b)接好线路，E1 单独作用时，分别测量各支路电流和电压填入表2.1中。

3．按图2.1 (c)接线，E2 单独作用时，分别测量各支路电流和电压填入表2.1中。

四、实验注意事项

1．防止在实验过程中电源两端碰线短路。

2．若用指针式电流表进行测量时，要注意识别电流插头所接电流表时的“+、-”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，这样指针可正偏，但读得电流值必须加以负号。

3．用电流插头测量各支路电流时，应该注意仪表的极性，及数据表格中“+、-”号的记录。

4．注意仪表量程的在实验过程中根据情况及时更换。

五、实验报告内容

1．根据图2.1电路中的参数，计算出待测的各支路电流和各电阻上的电压值，并与实测值进行对照，加以总结和验证叠加原理。

2．如果本实验的E2变为5V，而其他一切参数都不变，叠加原理实验能否进行？为什么？

六、预习思考

1．叠加原理中E1 和E2 分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1 或E2）置零（短接）？

2．实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性还成立么？为什么？

七、仪器设备

实验三 戴维南定理

一、实验目的

1．通过实验来验证戴维南定理，并加深对等效电路的理解； 2．学习用实验方法求含源一端口网络的等效电路； 3．灵活运用等效电源定理来简化复杂线性电路的分析； 4．进一步学习使用常用直流仪器仪表的方法。 二、实验原理

1．任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源的二端网络（或称为含源一端口网络）。

根据戴维南定理：对任一线性含源一端口电阻网络（见图 3.1(a)），就其端口而言总可以用一个电压源串联电阻来等效，如图3.1(b)所示，其电压源的电压为原网络端口a 、b 两端的开路电压U oc , 电阻为原网络将内部电源化零以后从端口看进去的等效电阻R i 。

这里所谓的等效是指含源一端口网络被等效电路替代后，对原一端口网络的外电路没有影响，也就是外电路的电流和电压保持替代前后不变。

(a)

(b)

图 3.1 一端口网络及其等效电路

2．含源一端口网络输入电阻R i 的实验测定法

（1）测量含源一端口网络的开路电压U oc 和短路电流I sc ，则输入电阻为

sc

oc

i I U R =

（2）将含源一端口网络内所有电压源的电压和电流源的电流变成零，即含源一端口网络化为无源一端口网络。然后在这无源一端口网络的端口处，外加一个电压U s ，测量端口的电流I ，则入端电阻为

I

U R S

i =

三、实验内容

将原网络改接一根线的等效法。